处理氧化球团的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了处理氧化球团的系统和方法，系统包括：气基竖炉，其具有氧化球团入口、还原气喷嘴、金属化球团出口和炉顶气出口；静电除尘装置；换热装置，其具有氮气入口、第一高温氮气出口、高温炉顶气入口和低温炉顶气出口；第一洗涤除尘装置；脱硫脱碳装置；加热装置，加热装置具有混合还原气入口和高温混合还原气出口；以及球团预热装置，球团预热装置具有低温氧化球团入口、高温氧化球团出口、高温氮气入口和低温氮气出口。该系统通过外加氮气对还原气进行保温，可以显著降低还原气进入气基竖炉前热量的散失，并采用多层还原气入炉设计以便有效增加竖炉炉体的利用效率，同时还可以利用氮气的余热对氧化球团进行预热，从而显著提高热量的综合利用率。

【技术实现步骤摘要】
处理氧化球团的系统和方法
本专利技术涉及冶金
，具体而言，本专利技术涉及处理氧化球团的系统和方法。
技术介绍
采用MIDREX气基竖炉处理氧化球团时，炉内热量主要来源于还原气物理热。炉内还原气入口温度达850℃，炉料在竖炉还原段内停留约5～6h，在此过程中需消耗大量的物理热。还原气在气基竖炉预热段迅速降温，离开竖炉时只有400℃左右，还原气在竖炉内的热利用率并不理想。因此，现有的处理氧化球团的手段仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出处理氧化球团的系统和方法。该系统通过外加氮气对还原气进行保温，可以显著降低还原气进入气基竖炉前热量的散失，同时可以利用氮气的余热对氧化球团进行预热，从而显著提高热量的综合利用率。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种处理氧化球团的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：气基竖炉，所述气基竖炉具有氧化球团入口、还原气喷嘴、金属化球团出口和炉顶气出口；静电除尘装置，所述静电除尘装置与所述炉顶气出口相连；换热装置，所述换热装置具有氮气入口、第一高温氮气出口、高温炉顶气入口和低温炉顶气出口，所述氮气入口与氮气供给装置相连，所述高温炉顶气入口与所述静电除尘装置相连；第一洗涤除尘装置，所述第一洗涤除尘装置与所述低温炉顶气出口相连；脱硫脱碳装置，所述脱硫脱碳装置与所述第一洗涤除尘装置相连；加热装置，所述加热装置具有混合还原气入口和高温混合还原气出口，所述混合还原气入口分别与所述脱硫脱碳装置和还原气供给装置相连，所述高温混合还原气出口与所述还原气喷嘴相连；以及球团预热装置，所述球团预热装置具有低温氧化球团入口、高温氧化球团出口、高温氮气入口和低温氮气出口，所述高温氮气入口与所述第一高温氮气出口相连，所述高温氧化球团出口与所述氧化球团入口相连。根据本专利技术实施例的处理氧化球团的系统通过将氧化球团和还原气供给至气基竖炉内进行还原反应，得到金属化球团和炉顶气，采用静电除尘装置对炉顶气进行静电除尘处理，得到第一净化炉顶气，进而将第一净化炉顶气和氮气供给至换热装置，利用第一净化炉顶气的热量对氮气进行预热，以便得到第一高温氮气和低温炉顶气，其中，第一高温氮气可以在进入预热装置，以便对待处理的氧化球团进行预热，低温炉顶气经过第一洗涤除尘装置处理后，得到的第二净化炉顶气进一步进入脱硫脱碳装置进行脱硫脱碳处理，得到第三净化炉顶气，后续将第三净化炉顶气与新鲜还原气在加热装置内进行加热处理，得到高温混合还原气，并将高温混合还原气供给至气基竖炉对氧化球团进行还原处理。由此，通过采用本专利技术实施例的处理氧化球团的系统处理氧化球团，可以有效地利用气基竖炉炉顶气的热量对氮气进行预热，进而利用得到的第一高温氮气对金属化球团进行预热，而换热后得到的低温炉顶气经除尘、脱硫脱碳处理后与还原气混合，并经加热装置加热后，以高温混合还原气的形式返回气基竖炉，对氧化球团进行还原，从而显著提高了系统的热效率和热量的综合利用率。另外，根据本专利技术上述实施例的处理氧化球团的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述处理氧化球团的系统进一步包括：还原气分配装置，所述还原气分配装置与所述高温混合还原气出口相连；多个环管，所述多个环管套设在所述气基竖炉的外周壁上并沿所述气基竖炉的高度方向间隔设置，每个所述环管上具有一个还原气入口和多个还原气出口，所述还原气入口与所述还原气分配装置相连，所述多个还原气出口分别与多个设置在所述气基竖炉外周壁上的所述还原气喷嘴相连。由此，通过还原气分配装置可以将高温混合还原气分配至多个环管中，并通过多个环管将高温混合还原气供给至气基竖炉，可以显著提高气基竖炉中还原反应的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述加热装置还具有低温氮气入口和第二高温氮气出口，所述处理氧化球团的系统进一步包括：第二洗涤除尘装置，所述第二洗涤除尘装置的入口与所述球团预热装置的低温氮气出口相连；所述第二洗涤除尘装置的出口与所述加热装置的低温氮气入口相连。由此，可以通过第二洗涤除尘装置对低温氮气进行洗涤除尘，并采用加热装置将得到的净化氮气加热后，用于后续对高温混合还原气进行保温。在本专利技术的一些实施例中，所述环管进一步包括由内至外依次套设的第一环管、第二环管和第三环管，所述第一环管和所述第三环管的入口分别与所述第二高温氮气出口相连，所述第二环管的入口与所述还原气分配装置相连，所述第二环管的出口与所述还原气喷嘴相连。由此，可以有效地利用第二高温氮气对高温混合还原气进行保温，从而提高进入气基竖炉的高温混合还原气的温度，进而提高系统的热利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述第一环管和所述第三环管的出口分别与所述换热装置的氮气入口相连。由此，可以有效地将氮气预热。在本专利技术的一些实施例中，所述第一环管的外壁与所述第二环管的内壁之间和所述第二环管的外壁与所述第三环管的内壁之间分别通过多孔金属衬板相连。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种采用前面实施例所述的处理氧化球团的系统处理氧化球团的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将氧化球团和还原气供给至气基竖炉内进行还原反应，以便得到金属化球团和炉顶气；将所述炉顶气供给至静电除尘装置内进行静电除尘处理，以便得到第一净化炉顶气；将所述第一净化炉顶气与氮气在换热装置进行换热，以便得到第一高温氮气和低温炉顶气；将所述低温炉顶气供给至第一洗涤除尘装置内进行第一洗涤除尘处理，以便得到第二净化炉顶气；将所述第二净化炉顶气供给至脱硫脱碳装置内进行脱硫脱碳处理，以便得到第三净化炉顶气；将所述第三净化炉顶气与新鲜还原气在加热装置内进行加热处理，以便得到高温混合还原气，并将所述高温混合还原气供给至所述气基竖炉内用于所述还原反应；以及将低温氧化球团和所述第一高温氮气供给至预热装置内，以便利用所述第一高温氮气对所述低温氧化球团进行预热处理，得到高温氧化球团和低温氮气。根据本专利技术实施例的处理氧化球团的方法通过将氧化球团和还原气供给至气基竖炉内进行还原反应，得到金属化球团和炉顶气，采用静电除尘装置对炉顶气进行静电除尘处理，得到第一净化炉顶气，进而将第一净化炉顶气和氮气供给至换热装置，利用第一净化炉顶气的热量对氮气进行预热，以便得到第一高温氮气和低温炉顶气，其中，第一高温氮气可以在进入预热装置，以便对待处理的氧化球团进行预热，低温炉顶气经过第一洗涤除尘装置处理后，得到的第二净化炉顶气进一步进入脱硫脱碳装置进行脱硫脱碳处理，得到第三净化炉顶气，后续将第三净化炉顶气与新鲜还原气在加热装置内进行加热处理，得到高温混合还原气，并将高温混合还原气供给至气基竖炉对氧化球团进行还原处理。由此，本专利技术实施例的处理氧化球团的方法，可以有效地利用气基竖炉炉顶气的热量对氮气进行预热，进而利用得到的第一高温氮气对金属化球团进行预热，而换热后得到的低温炉顶气经除尘、脱硫脱碳处理后与还原气混合，并经加热装置加热后，以高温混合还原气的形式返回气基竖炉，对氧化球团进行还原，从而显著提高了热量的综合利用率。另外，根据本专利技术上述实施例的处理氧化球团的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述处理氧化球团的系统进一步包括：还原气分配装置，所述还原气分配装置与所述高温混合还原气出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理氧化球团的系统，其特征在于，包括：气基竖炉，所述气基竖炉具有氧化球团入口、还原气喷嘴、金属化球团出口和炉顶气出口；静电除尘装置，所述静电除尘装置与所述炉顶气出口相连；换热装置，所述换热装置具有氮气入口、第一高温氮气出口、高温炉顶气入口和低温炉顶气出口，所述氮气入口与氮气供给装置相连，所述高温炉顶气入口与所述静电除尘装置相连；第一洗涤除尘装置，所述第一洗涤除尘装置与所述低温炉顶气出口相连；脱硫脱碳装置，所述脱硫脱碳装置与所述第一洗涤除尘装置相连；加热装置，所述加热装置具有混合还原气入口和高温混合还原气出口，所述混合还原气入口分别与所述脱硫脱碳装置和还原气供给装置相连，所述高温混合还原气出口与所述还原气喷嘴相连；以及球团预热装置，所述球团预热装置具有低温氧化球团入口、高温氧化球团出口、高温氮气入口和低温氮气出口，所述高温氮气入口与所述第一高温氮气出口相连，所述高温氧化球团出口与所述氧化球团入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理氧化球团的系统，其特征在于，包括：气基竖炉，所述气基竖炉具有氧化球团入口、还原气喷嘴、金属化球团出口和炉顶气出口；静电除尘装置，所述静电除尘装置与所述炉顶气出口相连；换热装置，所述换热装置具有氮气入口、第一高温氮气出口、高温炉顶气入口和低温炉顶气出口，所述氮气入口与氮气供给装置相连，所述高温炉顶气入口与所述静电除尘装置相连；第一洗涤除尘装置，所述第一洗涤除尘装置与所述低温炉顶气出口相连；脱硫脱碳装置，所述脱硫脱碳装置与所述第一洗涤除尘装置相连；加热装置，所述加热装置具有混合还原气入口和高温混合还原气出口，所述混合还原气入口分别与所述脱硫脱碳装置和还原气供给装置相连，所述高温混合还原气出口与所述还原气喷嘴相连；以及球团预热装置，所述球团预热装置具有低温氧化球团入口、高温氧化球团出口、高温氮气入口和低温氮气出口，所述高温氮气入口与所述第一高温氮气出口相连，所述高温氧化球团出口与所述氧化球团入口相连。2.根据权利要求1所述的处理氧化球团的系统，其特征在于，进一步包括：还原气分配装置，所述还原气分配装置与所述高温混合还原气出口相连；多个环管，所述多个环管套设在所述气基竖炉的外周壁上并沿所述气基竖炉的高度方向间隔设置，每个所述环管上具有一个还原气入口和多个还原气出口，所述还原气入口与所述还原气分配装置相连，所述多个还原气出口分别与多个设置在所述气基竖炉外周壁上的所述还原气喷嘴相连。3.根据权利要求2所述的处理氧化球团的系统，其特征在于，所述加热装置还具有低温氮气入口和第二高温氮气出口，所述系统进一步包括：第二洗涤除尘装置，所述第二洗涤除尘装置的入口与所述球团预热装置的低温氮气出口相连；所述第二洗涤除尘装置的出口与所述加热装置的低温氮气入口相连。4.根据权利要求3所述的处理氧化球团的系统，其特征在于，所述环管进一步包括由内至外依次套设的第一环管、第二环管和第三环管，所述第一环管和所述第三环管的入口分别与所述第二高温氮气出口相连，所述第二环管的入口与所述还原气分配装置相连，所述第二环管的出口与所述还原气喷嘴相连。5.根据权利要求4所述的处理氧化球团的系统，其特征在于，所述第一环管和所述第三环管的出口分别与所述换热装置的氮气入口相连。6.根据权利要求5所述的处理氧化球团的系统，其特征在于，所述第一环管的外壁与所述第二环管的内壁之间和所述第二环管的外壁与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐敬坤，冯鲁兴，邓君，韩志彪，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32